Основные понятия генетики

Основные понятия генетики: наследственность, изменчивость, ген, локус, признак, доминантность, рецессивность, гомозиготность, гетерозиготность, гемизиготность, геном, генотип, фенотип.

Наследственность — свойство организмов передавать свои признаки от одного поколения к другому.

Изменчивость — свойство организмов приобретать новые по сравнению с родителями признаки. В широком смысле под изменчивостью понимают различия между особями одного вида.

Ген — функционально неделимая единица генетического материала, участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной или рибосомной РНК. В широком смысле ген — участок ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака.

Локус — местоположение гена в хромосоме.

Признак — любая особенность строения, любое свойство организма. Развитие признака зависит как от присутствия других генов, так и от условий среды, формирование признаков происходит в ходе индивидуального развития особей. Поэтому каждая отдельно взятая особь обладает набором признаков, характерных только для нее.

Доминантность- преобладающий признак, проявляющийся в потомстве у
гетерозиготных особей. -Участие только одного аллеля в определении признака у гетерозиготной особи – подавление действия одного аллеля другим того же гена

Рецессивность- признак, который передается по наследству, но подавляется, не проявляясь у гетерозиготных потомков, полученных при скрещивании.

Гомозиготность – наличие у диплоидного организма (или клетки) двух одинаковых или даже идентичных по происхождению аллелей данного гена.

Гетерозиготность- наличие в геноме организма одной или нескольких пар различающихся аллелей, то есть, один из генов является доминантным, другой — рецессивным.

Геном– общая генетическая информация, содержащаяся в генах организма.

Генотип – совокупность генов организма.

Фенотип- совокупность всех внешних и внутренних признаков организма.

Моногенное наследование у человека. Законы Менделя. Менделирующие признаки человека.

Менделирующими признаками называются те, наследование которых происходит по закономерностям, установленным Г.Менделем.

Моногенное наследование — наследование одного признака.

Типы моногенного наследования у человека:

Аутосомно-доминантный тип наследования-это наследование преобладающих признаков, которые располагаются в аутосомах.

Тип наследования аутосомно-доминантный имеет следующие признаки:

– Если дети у больных родителей рождаются здоровыми, то и их дети будут здоровы.

– Болезнь одинаково затрагивает как мальчиков, так и девочек.

-Заболевание одинаково передается от мужчин и женщин

– Если оба родителя больны, то ребенок, рождаясь гомозиготой по этому признаку, болеет более тяжело по сравнению с гетерозиготой.

Среди нормальных признаков с таким типом наследования можно отметить: Вьющиеся волосы. Темные глаза. Прямой нос. Горбинка на переносице. Облысение в раннем возрасте у мужчин. Праворукость. Ямочка на подбородке.

Среди аномалий, которые имеют тип наследования аутосомно-доминантный, наиболее известны следующие: Многопалость, может быть как на руках, так и на ногах. Сращение тканей фаланг пальцев. Брахидактилия. Синдром Марфана. Близорукость.

Аутосомно-рецессивный тип наследования.

Проявиться признак при этом типе наследования может только в случае образования гомозиготы по этой патологии. Такие болезни протекают более тяжело, потому что обе аллели одного гена имеют дефект.

Вероятность проявления таких признаков повышается при близкородственных браках, поэтому во многих странах союз между родственниками заключать запрещено. К основным критериям такого наследования можно отнести следующие:

-повторный риск рождения ребенка с аутосомно-рецессивным заболеванием составляет 25%

-Если оба родителя больны, то все дети будут рождаться с такой же патологией.

-Мужчины и женщины болеют одинаково часто.

По такому типу наследуются очень многие заболевания, касающиеся обмена веществ(муковисцидоз, фенилкетонурия, галактоземия)

Тип наследования, сцепленное с Х-хромосомой.

Это наследование может быть как доминантным, так и рецессивным. К признакам доминантного наследования можно отнести следующие: Могут поражаться оба пола, но женщины в 2 раза чаще. Если болен отец, то он может передать больной ген только своим дочерям, потому что сыновья от него получают У-хромосому. Тяжелее протекает заболевание у мужчин, потому что у них отсутствует вторая Х-хромосома.

Если в Х-хромосоме находится рецессивный ген, то наследование имеет следующие признаки: Больной ребенок может родиться и у фенотипически здоровых родителей. Чаще всего болеют мужчины, а женщины являются носительницами больного гена. Если болен отец, то за здоровье сыновей можно не переживать, от него они не могут получить дефектный ген. Вероятность рождения больного ребенка у женщины-носительницы составляет 25%, если речь идет о мальчиках, то она повышается до 50%. Так наследуются такие заболевания, как гемофилия, дальтонизм, мышечная дистрофия, синдром Калльмана и некоторые другие.

У-сцепленное наследование(голандрическое)- Особенности Y-сцепленного наследования обусловлены наличием Y-хромосомы только у представителей мужского пола и передается по мужской линии из поколения в поколение от отца к сыну( оволосение ушной раковины, перепонка между пальцами, « рыбья кожа»)

Законы Менделя

Закон единообразия гибридов первого поколения . Единообразие гибридов I поколения был установлен для моно и дигибридного скрещивания. Моногибридным ,называется скрещивание гомозиготных особей, различающихся альтернативной парой признаков. Дигибридной – двумя парами признаков.

При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки: фенотип и генотип их единообразны.

Закон чистоты гамет: у гетерозиготных организмов при гаметообразовании аллельные гены не смешиваются, не видоизменяются, а расходятся гаметы в полной чистоте, образую равное число гамет с доминантным и рецессивным аллелем.

Закон расщепления— при скрещивании гибридов первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.
Закон независимого наследования. расщепление по каждой паре генов идет независимо от других пар генов: в 1 поколении – единообразие гибридов, во 2 поколении – расщепление в соотношении 9:3:3:1.

3.Типы моногенного наследования у человека:190

Тип наследования аутосомно-доминантный имеет следующие признаки:

– Если дети у больных родителей рождаются здоровыми, то и их дети будут здоровы.

– Болезнь одинаково затрагивает как мальчиков, так и девочек.

-Заболевание одинаково передается от мужчин и женщин

Аутосомно-рецессивный тип наследования.

-повторный риск рождения ребенка с аутосомно-рецессивным заболеванием составляет 25%

-Если оба родителя больны, то все дети будут рождаться с такой же патологией.

-Мужчины и женщины болеют одинаково часто.

Тип наследования, сцепленное с Х-хромосомой.

4.Общая характеристика мультифакториальных или полигенных наследственных болезней, особенности наследования.

Полигенные- определяются многими генами, которые в нормальном состоянии, но при определенном взаимодействии между собой и с факторами среды создают предрасположение к проявлению заболевания. Они называются мультифакториальными заболеваниями (МФЗ).

К ним относятся псориаз, сахарный диабет,шизофрения, язвенная болезнь, гипертония, которые зачастую имеют семейный характер проявления. Предполагается, что без средовых факторов не может реализоваться генетическая предрасположенность. Это связано с тем, что при заболеваниях, связанных с нарушением системы аллельных генов, снижена норма реакций и адаптация к различным воздействиям. Например, формирование гипертонической болезни наблюдается на фоне стресса, психических нагрузок; сахарного диабета – при нарушениях питания, переедании, ожирении и т.д.

Наследование мультифакториальных заболеваний не подчиняется законам Г. Менделя, как это имеет место при моногенных болезнях, а основано на эмпирических данных. Мультифакториальные болезни обусловлены как наследственными факторами, так и в значительной мере неблагоприятными факторами внешней среды.

Наследование мутаций в митохондриальном геноме носит особый характер. Если гены, заключенные в ядерной ДНК, дети получают поровну от обоих родителей, то митохондриальные гены передаются потомкам только от матери. Диагностика митохондриальных болезней осуществляется на основании комплекса биохимических и цитологических показателей. Ключевую роль играет ДНК-диагностика.

Роль наследственности и среды в наследственной патологии человека. Генокопии, фенокопии.

Всю патологию человека можно подразделить на три группы:
1) наследственные болезни; 2) болезни с наследственной предрасположенностью; 3) ненаследственные болезни.
Наследственные болезни возникают в результате мутаций наследственных структур – хромосом или генов. Соответственно выделяют хромосомные и генные болезни. Причиной появления мутаций является действие мутагенных факторов внешней среды. Но после того как мутация возникла, ее проявление не зависит от среды. Внешняя среда может влиять лишь на выраженность симптомов болезни и тяжесть ее течения.
Болезни с наследственной предрасположенностью-Основное отличие их от наследственных болезней состоит в том, что они проявляются только под влиянием факторов внешней среды,то есть, это группа болезней, развитие которых определяется взаимодействием наследственный факторов и факторов среды. Болезни с насл.пред. делятся на моногенные и полигенные.К ним относятся артериальная гипертензия, бронхиальная астма, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет второго типа, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, шизофрения и др.
Ненаследственные болезни – травмы, ожоги, отморожения, несчастные случаи, инфекционные болезни. Определяющую роль в их возникновении играют факторы внешней среды. Генетические факторы могут влиять только на течение патологических процессов (выздоровление, восстановительные процессы, компенсация нарушенных функций).

6.Генные наследственные болезни. Механизмы их возникновения

Генные болезни – это большая группа заболеваний, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена.

Общая частота генных болезней в популяции составляет 1-2 %. Моногенные формы генных заболеваний наследуются в соответствии с законами Г. Менделя. По типу наследования они делятся на аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные и сцепленные с X- или Y-хромосомами. Особенностью генных (как и вообще всех наследственных) болезней является их гетерогенность. Это означает, что одно и то же фенотипическое проявление болезни может быть обусловлено мутациями в разных генах или разными мутациями внутри одного гена.

В зависимости от образования первичных продуктов мутантных генов, механизм развития генных болезней, в общем виде, представляется по следующей схеме: мутантный ген- патологический первичный продукт- цепь последующих биохимических процессов- клетки- органы- организм.

К генным болезням у человека относятся многочисленные болезни обмена веществ. Они могут быть связаны с нарушением обмена углеводов, липидов, стероидов, пуринов и пиримидинов, билирубина, металлов и др.

1) болезни аминокислотного обмена (фенилкетонурия-нарушение обмена фенилаланина, альбинизм-нарушение синтеза меланина из тирозина, алкаптонурия и др.);

2) наследственные нарушения обмена углеводов (галактозимия- нарушение обмена молочнго сахара лактозы, гликогеновая болезнь и др.);

3) болезни, связанные с нарушением липидного обмена (болезнь Ниманна-Пика, болезнь Гоше и др.);

4) наследственные нарушения обмена стероидов;

5) наследственные болезни пуринового и пиримидинового обмена (подагра, синдром Леша-Найяна и др.);

6) наследственные болезни обмена металлов (болезнь Коновалова-Вильсона и др.);

7) наследственные синдромы нарушения всасывания в пищеварительном тракте (муковисцидоз, непереносимость лактозы и др.).

Хромосомные синдромы половых хромосом, механизмы возникновения

В основе механизма изменения числа хромосом лежит нарушение процесса гаметообразования(мейоза) При котором 23 пары хромосом расходятся в гаметы по 23 хромосомы. При нарушении мейоза возможно нерасхождение каких-то пар хромосом в гаметы, и тогда образуются гаметы с несбалансированным числом хромосом.

К аномалиям половых хромосом относятся синдром Шерешевского—Тернера (45,Х0), синдром Клайнфельтера (47,ХХУ), синдром трисомии Х-хромосомы (47,XXX), а также более редкие варианты.

синдром Шерешевского—Тернера (45,Х0)-единственная форма моносомии, встречающаяся среди живорожденных детей. Наиболее типичные отклонения от нормального развития заключается в низком росте, недоразвитии половой системы, нарушения интеллекта. Популяционная частота синдрома 1:2000-1:5000 среди новорожденных девочек.

Синдром трипло-Х (47,ХХХ) — Среди новорождённых девочек частота синдрома составляет 1:1000. Интеллектуальное развитие нормальное или на нижней границе нормы.

Кариотипы 48,ХХХХ и 49,ХХХХХ у женщин встречаются чрезвычайно редко. Характерны умственная отсталость, низкорослость, пороки сердечно-сосудистой системы.

Синдром Клайнфельтера (47, ХХУ)- наличие в кариотипе У-хромосомы ведет к формированию мужского пола. Однако действие добавочной хромосомы- Х приводит, в период полового созревания, к недоразвитию семенников и вторичных мужских половых признаков. У больных отмечается высокий рост, евнухоидный тип телосложения, слабо выраженные вторичные половые признаки( характер оволснения, уменьшенные яички). Популяционная частота 1:500-1:700 среди новорожденных мальчиков.

Синдром поли-У( 47, ХУУ)-мужчины с таким синдромом практически не отличаются от нормальных индивидуумов, с нормальным умственным и половым развитием. Отличается особенностью поведения, выражающегося склонностью к агрессивным действиям

( криминальная психопатия). Популяционная частота 1:1000 среди новорожденных мальчиков.

Хромосомные синдромы аутосом, механизмы возникновения

Хромосомные синдромы, связанные с аномалиями аутосом, подразделяются на числовые и структурные аномалии. К числовым аномалиям относятся синдром Дауна (трисомия по хромосоме 21), синдром Патау (трисомия по хромосоме 13) и др. К структурным аномалиям, которые встречаются реже, относятся синдром Лежена (делеция короткого плеча хромосомы 5), синдромы, обусловленные делецией короткого плеча хромосомы 4 и др.

Трисомия-21( синдром Дауна)-частота среди новорожденных 1:700-1:800. Синдромы СД многообразны. Среди них: множественные врожденные пороки развития, монголоидный разрез глаз, плоское лицо, плоская спинка носа, крупный вываливающийся изо рта язык, деформация ушных раковин. У больных отмечается низкий рост, задержка физического и умственного развития. Снижена продолжительность жизни, достаточно частые летальные исходы в первые 5 лет жизни. Отдельные особи доживают до 30- 40 лет.

Трисомия-13(синдром Патау)- популяционная частота 1:5000-1:7000 ,при соотношении полов 1:1. Для больных характерны множественные пороки развития головного мозга и лица: низко расположенные и деформированные ушные раковины, расщелина верхней губы и неба (заячья губа и волчья пасть), полидактилия, микроцефалия. В связи с тяжелыми пороками развития большинство новорожденных умирает в первые недели или месяцы, 95 % умирает до года.

Трисомия-18( синдром Эдвардса)-попул.частота 1:5000-1:7000 при соотношении мальчиков и девочек 1:3. Для больных характерны множественные пороки развития лицевого черепа, сердечно-сосудистой системы, костной системы, половых органов.

Электронные базы данных наследственных болезней.

В настоящее время разработаны несколько диагностических программ для постановки наиболее верояных диагнозов наслед болезни. Компьютерные программы составлены так, что в них вводятся симптомы предпологаемой болезни и осуществляется поиск. По выборному диагнозу, необходимо обратиться в базу данных и получить описание и фотографии больных. В настоящее существуют специальные программы:

1.Менделирующая наследственность человека OMIM (Мак Кьюсик)–информационно-поисковая мультимедийная система.OMIM пополняется ежемесячно, сейчас в нем более 11 000 наслед признаков.

Оксфордская медицинская база данных состоит из двух баз данных: Лондонской базы данных по дизморфологии и Лондонской нейрогенетической базы данных Обе базы были созданы M. Baraitserи R. Winter как инструменты для клинической диагностики врожденных аномалий и нейрогенетических синдромов соответственно. Базы данных созданы для диагностики и генетического консультирования при сотнях редких синдромов. Оба автора – опытные клинические генетики, система основана во многом на их клинической практике и опыте.LDDB содержит информацию более чем о 2300 нехромосомных синдромах с множественными пороками развития.LNDB включает сведения о 2198 синдромах с наследственными нарушениями центральной и периферической нервной системы.

3.СИНГЕН – синдромы генетические – информационно диагностическая система, включающая 2000 синдромов и врожденных пороков развития человека. По каждому синдрому имеются достаточно полная база данных и библиография. Система осуществляет поиск синдромов по набору симптомов и выстраивает ряд сходных синдромов (диагнозы-кандидаты), дает справочное описание выбранного синдрома из базы данных.

4.ХРОДИС – CHRODYS (хромосомные дизморфии) – информационно-поисковая система по нарушениям развития хромосомной этиологии. Она включает данные о клинической картине каждого больного (более 2000 больных) с моно- и трисомиями. ХРОДИС позволяет выбрать из компьютера характеристику клинической картины пациентов с определенной хромосомной или геномной мутацией, провести поиск описаний синдрома, как он представлен в публикациях.

5.МЕДГЕН-2000 – информационно-поисковая диагностическая система, полезная для работы врача-генетика и других специалистов, которые проводят диагностику редких наследственных заболеваний. В ней представлено описание более 4000 наследственных болезней и синдромов.

Все эти диагностические системы позволяют врачу любой специальности при его обычном умении пользоваться компьютером быстро и надежно диагностировать по минимальному набору признаков наследственные и врожденные заболевания.

10.Методы медицинской генетики (генеалогический, близнецовый, дерматоглифики)

Генеалогический метод — это метод изучения родословных, с помощью которого прослеживается распределение болезни или какого-либо признака в семье или роду с указанием типа родственных связей между членами родословной. Суть метода сводится к выявлению родословных связей и прослеживанию патологического признака среди дальних и близких прямых и непрямых родственников.Родословная составляется относительно пробанда- лица, обратившегося с консультацией или попавшего в поле зрения врача. Это или больной человек или носитель патологического гена, наследование которого необходимо изучить. Семьей называют родительскую пару и их детей. Родные дети называются сибсами, двоюродные родственники- полусибсами. Генеалогический анализ родословной позволяет установить:

Тип наследования признака( болезни), генотип пробанда, его детей, родителей, родственников для определения гомозиготного или гетерозиготного носительства анализируемого признака. Родословная составляется в два этапа. Первый этап- включает сбор сведений о проявлений признака(болезни) у пробанда и его родственников по материнской и отцовской линий. В зависимости от цели исследования родословная может быть полной или ограниченной. Второй этап- графическое изображение карты родословной с помощью системы условных обозначений всех родственных связей между членами родословной. При анализе родословныхв первую очередь необходимо установление наследственного характера признака. Если в родословной встречается один и тот же патологический признак несколько раз (на протяжении нескольких поколений), то, вероятно, он имеет наследственную природу. Далее необходимо установить тип наследования (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, Х-сцепленный доминантный или рецессивный, Y-сцепленный). Определение типа наследования в конкретной родословной является серьезной генетической задачей, для ее решения врач должен иметь специальную подготовку.

Близнецовый метод- используется для оценки роли наследственных факторов и факторов внешней среды в развитии признаков (болезней) у человека. Принцип близнецового метода прост и заключается в сравнении моно- и дизиготных близнецов. Близнецы – потомство, состоящее из одновременно родившихся особей у одноплодных млекопитающих (человека и животных). Развитие признака у обоих близнецов называют конкордантностью. Если по определенным признакам между близнецами наблюдаются различия, то говорят о дискордантности. Монозиготные близнецы развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки и имеют 100% общих генов, т.е. выявляемые между ними различия не связаны с наследственным фактором. Дизиготные близнецы развиваются из разных яйцеклеток, оплодотворенных разными спермиями. Они имеют 50% общих генов.

Метод дерматоглифики- Метод дерматоглифики основан на изучении индивидуальных особенностей кожных рисунков (папиллярных узоров): пальцев рук — дактилоскопия, ладоней — пальмоскопия и ступней ног — плантоскопия. Папиллярные узоры обладают высокой степенью индивидуальности и остаются неизменными в течение всей жизни. На пальцевых подушечках имеются узоры трех типов: дуги, петли, завитки. Метод дерматоглифики используется в медико-генетическом консультировании (экспресс-метод для диагностики некоторых хро-мосомных болезней — синдром Дауна), применяется для определения зиготности близнецов, идентификации личности, определения отцовства В межпальцевых промежутках имеются трирадиусы (a, b, c, d), а вблизи браслетной складки расположен главный ладонный трирадиус t.

Методы лабораторной диагностики наследственных болезней.(цитогенетические, биохимические, молекулярно-генетические)

Цитогенетический– С помощью данного метода можно изучать наследственный материал клетки: совокупность хромосом в целом (кариотипирование) или наличие и количество Х-хромосом (определение полового хроматина — число глыбок полового хроматина или телец Барра). Исследование проводится с помощью светового микроскопа

Кариотипирование позволяет выявить отклонения в структуре и числе хромосом, которые могут стать причиной бесплодия, другой наследственной болезни и рождения больного ребенка. Каждый организм характеризуется определенным набором хромосом, который называется кариотипом. Кариотип человека состоит из 46 хромосом – 22 пары аутосом и две половые хромосомы. У женщины это две X хромосомы (кариотип: 46, ХХ), а у мужчин одна Х хромосома, а другая – Y (кариотип: 46, ХY). В каждой хромосоме находятся гены, ответственные за наследственность Кариотипирование позволяет обнаружить наследственные заболевания, связанные с изменением количества хромосом, их формы, дефектом отдельных генов. К таким болезням относятся синдромы Дауна, Эдвардса и Патау; синдром «кошачего крика», разнообразные ферментопатии (болезни обмена веществ) и многие другие.

У человека и млекопитающих в соматических клетках, содержащих две Х-хромосомы, одна из них, образующая глыбку хроматина, хорошо заметна при специальной обработке даже в интеркинетических ядрах. Эта улыбка получила название полового хроматина, или тельца Барра (рис. 65).В клетках мужчин, содержащих только одну Х-хромосому, тельце Барра, как правило, отсутствует.Определение полового хроматина дает возможность выяснить принадлежность организма к тому или иному полу. Иногда это бывает необходимо при судебно-медицинской экспертизе. К определению полового хроматина прибегают в спорных случаях установления пола, например, при аномалиях в строении наружных половых органов, а также для диагностики хромосомных болезней.

Биохимические- используется для диагностики болезней обмена веществ, причиной которых является изменения в деятельности ферментов, а причиной самих изменений являются генные мутации. С помощью биохимических методов описано более 1000 врожденных болезней обмена веществ. Наиболее распространенными среди таких заболеваний являются болезни, связанные с дефектами ферментов, структурных и транспортных белков.

Молекулярно-генетические методы – большая и разнообразная группа методов, предназначенная для выявления вариаций (повреждений) в структуре участка ДНК (аллеля, гена, региона хромосомы)

Методы пренатальной диагностики (амниоцентез, кордонцентез, хорионцентез)\

Амниоцентез – метод диагностики, используемый в пренатальной медицине для исследования амниотической жидкости во время беременности.
Представляет собой прокалывание брюшной стенки матки. В процессе его проведения отбирают небольшое количество околоплодных вод и проводят ряд исследований: гормональный (количество, состав гормонов), иммунологический (выявление нарушений в отдельных звеньях иммунитета), биохимический (состав околоплодной жидкости). Суммарный анализ этих исследований жидкости помогает определить общее состояние плода и выявить степень риска генетических аномалий. Применяют метод амниоцентеза на сроке беременности 16 – 18 недель (т.е. 14 недель после первого дня первой менструации, которая не наступила). Однако если у врача есть основания подозревать у плода развитие порока сердца или серьезное генетическое заболевание, то допускается проведение амниоцентеза на сроке до 14 недель.
Кордоцентез – исследование, позволяющее обнаружить наследственные заболевания у плода. Оно заключается во введении специальной иглы в полость матки с целью забора ворсин плаценты, амниотической жидкости или пуповинной крови для дальнейшего проведения различных анализов. Необходимость пренатальной диагностики обусловлена возможностью предотвратить рождения на свет детей с различными врожденными или наследственными заболеваниями. Процедура заключается в проведении пункции (прокола) сосудов пуповины под визуальным контролем аппарата УЗИ. Она назначается женщинам во второй трети беременности на 20-21 неделе

Хорионцентез представляет собой метод пренатальной диагностики путем анализа ворсин хориона (забор клеток плодного яйца, проводится в 11 – 12 недель);

Профилактика наследственных болезней. Цели и задачи МГК(медико-генетическое консультирование)

Наиболее эффективным и распространенным методом профилактики наследственных болезней является медико-генетическое консультирование, которое позволяет предупредить появление в семье больного ребенка. Прежде всего это касается тяжелых пороков развития и наследственных болезней. Суть его в определении прогноза рождения ребенка с наследственной патологией, объяснении вероятности этого события и помощи консультирующейся семье в принятии решения о деторождении. Главная цель медико-генетического консультирования — предупреждение рождения больного ребенка. Главная задача такого консультирования: распознав или обнаружив в родословной обратившихся за советом людей патологический ген, врач предупреждает об опасности, грозящей их потомству.Задачи:Определение прогноза здоровья для будущего потомства в семьях, где есть риск наследственной патологии;Помощь в принятии решения по поводу деторождения в зависимости от степени риска;Помощь в постановке диагноза наследственной болезни;Диспансерное наблюдение и выявление группы повышенного риска средиродственников;
14. Генетика развития. Периодизация эмбрионального развития. Врожденные пороки развития.

Врожденные пороки развития плода (ВПР) – одно из самых опасных осложнений беременности, которое выходит на первое место среди причин, приводящих к детской инвалидности и смертности.

К врожденным порокам развития относятся пороки развития нервной системы – анэнцефалия (отсутствие головного мозга), спина бифида (открытая грыжа спинного мозга), пороки сердечно-сосудистой системы (пороки сердца и т.п.), пороки конечностей – атрезии (отсутствие), челюстно-лицевые деформации – заячья губа, волчья пасть и многое другое. Причины, вызывающие формирование врожденных пороков развития различны. Эта патология может быть наследственной, если у будущих родителей есть отклонения в хромосомном наборе. В других случаях источником проблемы являются различные вредные факторы: инфекции, частое употребление алкоголя, наркотики. Одна из причин – недостаток витаминов в питании беременной женщины, в частности – фолиевой кислоты.

Онтогенез – процесс индивидуального развития живого существа от момента оплодотворения яйцеклетки до смерти. Онтогенез состоит из двух периодов:

пренатального(внутриутробного);
постнатального(внеутробного).

Этапы онтогенеза:

– пренатальный (дородовой, эмбриональный) – организм не способен к самостоятельному существованию, развивается внутри материнского организма и полностью зависит от него;

– постнатальный (послеродовой, постэмбриональный) – самостоятельное питание, передвижение и т.д.

Важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления размножения, по этому признаку выделяют следующие периоды онтогенеза:

– дорепродуктивный (особь не способна к размножению) подразделяют на эмбриональный и ювенильный;

– репродуктивный (наиболее стабильное состояние);

– пострепродуктивный – связан со старением, характерно прекращение участия в размножении, устойчивость снижается. Различают внешние признаки старости (снижение эластичности кожи, поседение волос, развитие дальнозоркости) и внутренние (обратное развитие органов, снижение эластичности кровеносных сосудов, нарушение кровоснабжения мозга, деятельности сердца и др.). Все это приводит к снижению жизнеспособности и повышению вероятности гибели.

Популяционная генетика человека. Популяции, характеристика

Популяционная генетика отвечает на вопросы о том, как реализуются законы Менделя на уровне популяций, как влияют на генетическую структуру популяций такие факторы, как мутационный процесс, отбор, миграции, случайное изменение генных частот. Знание популяционной генетики необходимо для понимания эпидемиологии наследственных болезней, для планирования мероприятий по предупреждению неблагоприятного воздействия на генетичекий аппарат факторов окружающей среды. популяции, как групповые объединения, обладают рядом специфических свойств. Групповые особенности – это основные характеристики популяций. К ним можно отнести:численность популяции; плотность популяции;рождаемость;смертность популяции.

Численность популяции – это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Оно никогда не бывает постоянно и зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции– определяется количеством особей (либо биомассой) на единице площади или объема, занимаемого популяцией.

Рождаемость – (плодовитость) определяется числом новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Низкая плодовитость характерна для тех видов, которые проявляют большую заботу о потомстве. Кроме того, плодовитость зависит от скорости созревания, числа генераций в год, соотношения в популяции самцов и самок, обеспеченности кормом, влияния погодных условии и др. факторов.

Смертность популяции – это количество особей, погибших за определенный период. Различают три типа смертности. Первый характеризуется одинаковостью во всех возрастах; второй- повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития; третий тип характеризуется повышенной гибелью взрослых (старых) особей.

Факторы смертности разнообразные. Это в основном: физические условия (низкие и высокие температуры, ливневые осадки, засуха и др.), биологические факторы (отсутствие корма, заболевания, и др.) и антропогенные (загрязнение окружающей среды, вырубка лесов, охота и др.).

Генетические процессы в популяциях. Генофонд популяции. Структура браков.

Популяция — это совокупность особей одного биологического вида, характеризующаяся общностью местообитания и определенным уровнем свободного скрещивания особей между собой (панмиксии). Популяции присущ генофонд — система ее генов с определенной частотой встречаемости каждого гена. Динамическое равновесие панмиктической популяции теоретически описывается законом Харди-Вайнберга, по которому чистота встречаемости любого аллеля в идеальной популяции есть величина постоянная. Генотипы особей одной популяции сходны, но все же не идентичны. Наибольший интерес представляет собой наличие в популяции тех или иных аллелей генов.

Гены, для которых имеются несколько аллелей, называются полиморфными Для одного и того же гена набор аллелей в разных популяциях может отличаться.

Кроме того, одни и те же аллели могут быть распределены среди особей по-разному, т. е. быть в гомо- или гетерозиготном состоянии. Количество аллелей и количество типов распределения аллелей определяет генетическое разнообразие популяции.

От уровня генетического разнообразия зависит интенсивность эволюционных процессов и стабильность генотипа популяции.

Количество аллелей и соотношение гомо- и гетерозигот определяет генетическое разнообразие популяции.

Закон Харди – Вайнберга гласит, что частота гомозиготных и гетерозиготных организмов в условия свободного скрещивания при отсутствии давления отбора и других факторов пребывает в состоянии равновесия.

Этот закон можно представить в виде формулы: p²АА + 2pqAa+q²aa=1. В этой формуле относительная частота доминантного аллеля А обозначена через р, а частота рецессивного аллеля а — через q и pА+qА=1.

Несмотря на то, что закономерности, установленные Харди и Вайнбергом, правильны только для идеальной, панмиктической популяции, этот закон очень важен и для анализа динамики генетических преобразований естественных популяций и для изучения эволюционных процессов. Расчёт частот аллелей, по закону Харди – Вайнберга, имеет большое значение для медицины. Медики рассчитывают частоту возникновения генетических заболеваний. Величина человеческой популяции достаточно велика, чтобы можно было опираться на вычисления с помощью этого закона. Также этот закон используется селекционерами, для определения сроков закрепления нужных признаков.

Понятие об экогенетике человека. Экологически зависимые болезни человека.

экогенетика является научной основой для обеспечения адаптивной среды для каждого человека: подбор индивидуального рациона и климата, исключение отравления лекарствами, профессиональный отбор, что исключит преждевременную смерть, инвалидизацию, дополнительную госпитализацию человека, а также сохранит его биологическое и социальное здоровье.

Экологически зависимые заболевания – болезни, которые при загрязнении окруж.среды утяжеляются. Это заболевания органов дыхания, в т.ч. бронхиальная астма; нарушение муж.и жен.репродуктивного здоровья, в т.ч.ранние потери плода, дерматиды, аллергия, спонтанные аборты, врожденные пороки развития; нарушения нервно-психического развития детей; злокачественные новообразования – рак легких, рак молочной железы, рак щитов.железы и многие другие заболевания, развитие которых обусловлено комплексом генетических, иммуногенетических, инфекционных и других факторов.
В настоящее время считается, что с ростом влияния неблагоприятных факторов индустриального общества прямо или косвенно связано возрастание частоты хронических патологических процессов. А именно:заболевания органов дыхания; генетические и врожденные пороки; хронические отравления и лекарственные осложнения; злокачественные опухоли и болезни крови; хронические диффузные заболевания печени; язвенные болезни; артериальная гипертония; невроз, неврастения и вегето-сосудистая дистония; кариес и атрофия десен; нарушение слуха и зрения. Т.о. загрязнение окруж.среды вносит весомый вклад в развитие предболезненных и патологических состояний.
18. для измерения количества поглощенной энергии введено такое понятие, как доза излучения. Это величина энергии, поглощенной в единице объема (массы) облучаемого вещества.

Различают дозу в воздухе, дозу на поверхности (кожная доза) и в глубине облучаемого объекта (глубинная доза), очаговую и интегральную (общая поглощенная доза) дозы. Так как поглощенная энергия расходуется на ионизацию среды, то для измерения ее необходимо подсчитать число пар ионов, образующихся при излучении. Однако измерить ионизацию непосредственно в глубине тканей живого организма трудно. В связи с этим для количественной характеристики рентгеновского и гамма-излучений, действующих на объект, определяют так называемую экспозиционную дозу Dо, которая характеризует ионизирующую способность рентгеновских и гамма-лучей в воздухе. От экспозиционной дозы с помощью соответствующих коэффициентов переходят к дозе, поглощенной в объекте. Экспозиционную дозу определяют по ионизирующему действию излучения в определенной массе воздуха и только при значениях энергии рентгеновских и гамма-лучей в диапазоне от десятков килоэлектронвольт до 3 МэВ.

За единицу экспозиционной дозы в Международной системе единиц (СИ) принят кулон на килограмм (Кл/кг), За единицу поглощенной дозы в Международной системе единиц (СИ) принят джоуль на килограмм (Дж/кг), т.е. такая поглощенная доза, при которой в 1 кг массы облученного вещества поглощается 1 Дж энергии излучения.

Основные радиационные синдромы.

Особенности поражения организма в целом определяются двумя факторами: 1) радиочувствительностью тканей, органов и систем, непосредственно подвергающихся облучению; 2) поглощенной дозой излучения и ее распределением во времени. При облучении страдают все органы и ткани, но ведущим для организма является поражение одного или нескольких критических органов. В зависимости от критического органа выделяют три радиационных синдрома:

Костно-мозговойсиндром развивается при облучении в диапазоне доз 1-10 Гр. Средняя продолжительность жизни при нем не более 40 суток, на первый план выступают нарушения кроветворения. В костном мозге находится два типа клеток: молодые делящиеся клетки и зрелые функциональные клетки периферической крови. В соответствии с правилом Бергонье-Трибондо, первые отличаются высокой радиочувствительностью, а зрелые клетки (за исключением лимфоцитов), несомненно, более радиорезистентны. Уменьшение численности клеток костного мозга начинается тотчас после облучения и постепенно достигает минимума. Основная причина катастрофического опустошения костного мозга на самых ранних стадиях облучения состоит в повреждении родоначальных клеточных элементов, главным образом стволовых клеток и массовой гибели делящихся клеток при продолжающемся поступлении зрелых элементов на периферию.
Желудочно-кишечный синдром развивается при облучении в диапазоне доз 10-80 Гр. Средняя продолжительность жизни составляет около 8 суток, ведущим является поражение тонкого кишечника. Синдром включает клеточное опустошение ворсинок и крипт кишечника, инфекционные процессы, поражение кровеносных сосудов, нарушение баланса жидкости и электролитов, нарушение секреторной, моторной и барьерной функции кишечника.
Церебральный синдром развивается при облучении в дозах более 80-100 Гр. Продолжительность жизни составляет менее 2 суток, развиваются необратимые изменения в ЦНС, которая состоит из высокодифференцированных неделящихся клеток, отличающихся высокой радиорезистентностью, поэтому при облучении пораженных клеточных потерь не бывает. Гибель нервных клеток происходит при огромных дозах порядка сотен Гр. В летальном исходе важную роль играет поражение кровеносных сосудов с быстрым развитием отека мозга.
Отдаленные последствия лучевого воздействия–различные изменения, возникающие спустя 10-20 лет и более после лучевой болезни в орг,внешне полностью «выздоровевшем».Выделяют последствия соматические(опухолевые и неопухолевые) и генетические.

Стохастические эффекты — последствия, носящие вероятностный, случайный характер. Вероятность их проявления существует при облучении в малых дозах ИИ. С увеличением последних она возрастает, но при этом тяжесть течения процесса от них не зависит. К последствиям данного процесса относятся:

– злокачественные новообразования, лейкозы, обусловливающие главный риск возникновения соматических последствий облучения в небольшой дозе; они выявляются лишь при длительном наблюдении (15-30 лет) за большими группами населения (десятки, сотни тысяч человек);

– наследственная патология, проявляющаяся у потомства облученных индивидов; является следствием повреждения генома половых клеток.

Нестохастические эффекты — последствия, проявляющиеся после накопления в организме дозы облучения, превышающей пороговую. В этом случае тяжесть поражения зависит от дозы (лучевая катаракта, нарушения репродуктивной функции, косметические дефекты кожи, склеротические и дистрофические поражения соединительной ткани, поражения зародыша и плода). Как показали экспериментальные исследования на животных, продолжительность их жизни находится в прямой зависимости от дозы облучения.